数据结构：队列揭秘先进先出，掌握数据流转节奏

前端

2023-02-21 11:09:09

队列：不甘平凡的数据存储结构

在浩瀚的数据世界里，存储结构如繁星点点，闪烁着各自的光芒。今天，我们聚焦于一个不起眼却不可或缺的成员——队列。它就像排队等候的人群，遵循着“先进先出”的原则，井然有序地管理着数据的流转。

队列的本质：单行道的秩序

队列的本质在于它的单向性：只能从队头删除数据（出队），只能从队尾添加数据（入队）。想象一个单行道，只能从一端驶入，只能从另一端驶出。这种限制看似简单，却确保了队列先进先出的特性，让数据有序地流动。

队列的实现方式：数组与链表

实现队列的方式有多种，其中最常见的是数组和链表。

数组实现：

class Queue:
    def __init__(self, size):
        self.items = [None] * size
        self.head = 0
        self.tail = 0

    def enqueue(self, item):
        if (self.tail + 1) % len(self.items) == self.head:
            raise IndexError("Queue is full")
        self.items[self.tail] = item
        self.tail = (self.tail + 1) % len(self.items)

    def dequeue(self):
        if self.head == self.tail:
            raise IndexError("Queue is empty")
        item = self.items[self.head]
        self.head = (self.head + 1) % len(self.items)
        return item

链表实现：

class Queue:
    class Node:
        def __init__(self, item):
            self.item = item
            self.next = None

    def __init__(self):
        self.head = None
        self.tail = None

    def enqueue(self, item):
        new_node = self.Node(item)
        if self.head is None:
            self.head = new_node
        else:
            self.tail.next = new_node
        self.tail = new_node

    def dequeue(self):
        if self.head is None:
            raise IndexError("Queue is empty")
        item = self.head.item
        self.head = self.head.next
        if self.head is None:
            self.tail = None
        return item